[發明專利]一種超高壓液壓脹環強化裝置

無效

• 申請號: 201210462707.5
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102941273A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 何文武;孫述利;趙曉東;鄭曉華;陳慧琴;劉建生;郭會光
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: B21D26/02
• 分類號: B21D26/02
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 王思俊

技術領域

本發明屬于環狀工件液壓脹形技術領域，具體涉及一種適用于發電機護環的超高壓系統液壓脹環強化裝置。

背景技術

發電機護環是發電設備中受力復雜，工況特殊，制造難度大的關鍵零件之一，為了保證發電機的安全運行，要求無磁性護環應具有足夠的強度、良好的韌性、最小的殘余應力、因而制造技術要求很高，其性能強化是生產中的關鍵。在性能強化方面，現有技術以液壓脹形最為理想。液壓脹形強化的方法有全壓法、減壓法、外補液法、內增壓法等。“全液壓法”是國外最早采用的護環液壓脹形裝置，其原理是：在護環環坯的上下相對位置分別安放實心錐形沖頭，在壓機作用下，兩個錐形沖頭相互靠攏，于是封閉在護環中間的液體形成高壓，環坯在高壓液體內壓作用下，產生擴脹變形而強化。由于護環本身內孔尺寸大、內部液體壓強高、護環鋼硬化能力強，因而全液壓法所需設備噸位很大。為了在小型壓機上能生產護環，1981年第九屆國際鍛造會議（May?1981.?Düsseldorf）公布了一種“發電機護環液壓脹形冷變形強化的新工藝”（轉載“大型鑄鍛件”82年增刊2），首次提出采用“減壓法”液壓擴脹護環的方法與裝置。該裝置的結構是：在護環環坯的上下相對位置安放錐形空心沖頭，錐形下沖頭與省力導柱緊密配合，錐形上沖頭的內孔與省力導柱滑動配合，并設有密封，導柱和環坯間形成了環狀空腔，并充滿液體。在壓機的施壓下，上下沖頭靠攏，使環狀空腔內的液體迅速建立并保持高壓狀態，護環在均勻內壓作用下，產生擴脹強化。由于該方法增設了省力導柱，較全液壓法所需壓機的噸位小，但這種方法生產大型護環時，模具費用高，同時還存在脹形過程不易控制，容易出現不均勻變形，尤其在破裂時存在失控等問題。因此減小設備的噸位，控制脹形過程是當前研究的一個課題。ZL200620128035.4公開了“采用超高壓系統液壓脹形大型護環的省力裝置”這種“超高壓系統液壓脹形大型護環的裝置”只用鍛造壓機壓在上沖頭上構成封閉形腔，然后向其中注入超高壓液體，所用設備噸位較大。CN1015328B公開了“外補液式護環液壓脹形強化裝置”，這種“外補液法”是制造了一個專用護環壓機框架，并設置兩個加壓系統和專用密封，而且生產大規格護環需要更大專用壓機，投資大，通用性差，因此應用受到了限制。CN1022386C公開了“環狀工件的液壓脹形裝置”。該裝置采用“內增壓法”，其特點是不用專用壓機和超高壓泵，只用鍛造水壓機和普通高壓泵（25～35MPa），水壓機加壓密封使錐形上沖頭、下沖頭與環坯構成密閉型腔，然后由護環內的增壓器增壓為超高壓水并使護環脹形強化。由于該裝置超高壓增壓器設在模具內部需要的空間大，工裝龐大，脹形次數多，沒有用于生產。而ZL200810079594.4將環坯活套在下沖頭上，再將上沖頭活套在下沖頭，在上沖頭中心孔與下沖頭圓柱體之間安裝有柱塞環，柱塞環與上下沖頭之間安裝有密封，在上沖頭的上端面上制有多個圓柱形孔，孔內安裝有柱塞，柱塞與圓柱形孔之間安裝有密封，圓柱形孔的底部與超高壓系統相連通，在上沖頭的外圓周上安裝有超高壓開關，在下沖頭的底部制有與超高壓系統相連通的液壓通道，將上下沖頭的組裝體安放于一矩形的承力框架的矩形孔內，再將下墊塊放在壓機工作走臺上與下沖頭接觸，然后將將上墊塊放置于上沖頭上面，使墊塊的頂端與壓機活動橫梁的下端相抵觸。該技術采用承力框架和施壓墊塊等結構復雜。在此基礎上去掉承力框架，將力量直接作用于省力導柱進一步簡化結構，實現技術推廣應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種超高壓液壓脹環強化裝置，可有效地克服現有技術存在的缺點，實現用小設備干大活的目的。

本發明是這樣實現的：其結構特征如圖1所示，將環坯2活套在底部為上錐體狀、上部為圓柱體的省力承力導柱1上，再將下部為錐體狀、中心孔是上部孔徑大于下部孔徑的臺階狀孔形的上沖頭3活套在省力承力導柱1上部的圓柱體上，在上沖頭3中心孔與省力承力導柱1之間安裝有柱塞環4，柱塞環4與上沖頭3及省力承力導柱1之間分別安裝有密封圈5、6，由兩個半圓環構成的卡環7安裝在省力承力導柱1上端的脖頸內，其底面與柱塞環4相抵觸，在省力承力導柱1的底部制有與超高壓系統12相連通的液壓通道11，將下球面墊10和上球面墊9依次放置于上沖頭3上面，并套裝在卡環7外面。

本發明優點和積極效果是：1）由于采用了超高壓液壓系統與省力承力導柱共同承壓，使壓機噸位大大地減小了，減少了設備投資，實現了“小設備干大活”的目的。2）由于采用了省力承力導柱，使其結構緊湊、工程應用容易實現。

附圖說明：

圖1為本發明結構示意圖（左半部為施壓前的示意圖，右半部為施壓后的示意圖）